3D model compression using image based compression methods

Abstract

üOZETüş ËËUC BOYUTLU MODELLERIN IMGE SIKISTIRMAşü ËYONTEMLERIYLE SIKISTIRILMASIşKıvanş KüsecoElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bülümü, Yüksek Lisansu g ou u uTez Yüneticisi: Prof. Dr. Enis Cetino şOcak 2007ücUş boyutlu modellerin imge sıkıştırma yüntemleri kullanılarak sıkıştırılması işin birs o s cüyüntem ünerilmektedir.o o Onerilen yüntem, literatürdeki birşok algoritmanın ter-o u csine, modelleri 3-Boyutlu veriler yerine 2-Boyutlu veriler olarak ele almaktadır. 3-Boyutlu modeller ilk olarak düzenli ızgara yapıları uzerinde 2-Boyutlu imgelereu üüdünüştürülmektedir.o us u u Onerilen yüntem diËer yüntemlerde kullanılan parametriza-o g osyon tekniËine güre, hesaplama aşısından daha basittir.g o c Elde edilen imge ben-zeri temsilin sıradan imgelerden tek farkı, pikseller arası ilintinin yanyanalık iledeËil, 3-boyutlu modelin baËlanılırlık verisi kullanılarak saËlanmasıdır.g g g Bu ne-denle yaygın kullanılan dalgacık dünüşumü teknikleri bu temsil uzerinde şok iyio us ü u ü csonuşlar vermemektedir.c Burada ünerilen BaËlanılırlık Bazlı Uyarlamalı Dal-o ggacık Dünüşumü sayesinde dalgacık dünüşumü sıradüzensel yapısının detay katman-o us ü u o usü u ularında bulunan piksel deËerleri, alşak frekans katmanlarında bulunan komşularındang c süngürülebilmektedir.o ou Büylece oluşturulan dalgacık dünüşumü verileri Sıradüzenselo s o us ü u uAËaş Yapılarının Kümelere Bülüntülenmesi (Set Partitioning In Hierarchical Treesgc u ou u- SPIHT) ya da JPEG200 tekniklerinden biri kullanılarak kodlanmaktadı. SPIHTtekniËi sayesinde elde edilen veri dizgisi aşamalı güsterime uygundur; şunkü, dizgining s o cü ufarklı uzunluktaki bülümlerinden farklı şüzünürlüklerde modeller geri şatılabilmektedir.ou co u u u cvJPEG2000 yünteminin burada ünerilen şekli tek şüzünürlüklü gerişatıma olanako o s co u u u u cüsaËlamaktadır. Onerilen yüntemde dalgacık dünüşumü katsayılarının nicemlenme şeklig o o us ü u sgeri şatılan modelin şüzünürlüËunü belirlemektedir. Farklı dalgacık dünüşumü ta-c co u u ugü u o usü uban vektürleri kullanılarak yapılan deneyler sonucunda lazy dalgacık dünüşumününo o us ü u uen iyi sonuşları verdiËi güzlemlenmiştir.c go s BaËlanırlık bazlı uyarlamalı dalgacıkgdünüşumü kullanılarak yapılan deneylerin sonuşlarında bir ünceki yünteme güreo us ü u c o o ogelişme güzlemlenmiştir. Dalgacık dünüşumü verilerinin SPIHT ile kodlanmasıyla eldes o s o us ü uedilen sonuş, JPEG2000 ile yapılan kodlamanın sonucundan ve 3B modellerin MPEG-c3DGC ile kodlamasından daha başarılı olmuştur.s sAnahtar kelimeler: 3 Boyutlu modellerin Sıkıştırılması, 3B modellerin imge ben-szeri temsili, BaËlanılırlık Bazlı Uyarlamalı Dalgacık Dünüşumüg o us ü uvi

ABSTRACT3D MODEL COMPRESSION USING IMAGECOMPRESSION BASED METHODSKıvanş KüsecoM.S. in Electrical and Electronics EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Enis CetinşJanuary 2007A Connectivity-Guided Adaptive Wavelet Transform (CGAWT) based mesh compres-sion algorithm is proposed. On the contrary to previous work, the proposed methoduses 2D image processing tools for compressing the mesh models. The 3D models areï¬rst transformed to 2D images on a regular grid structure by performing orthogonalprojections onto the image plane. This operation is computationally simpler than pa-rameterization. The neighborhood concept in projection images is diï¬erent from 2Dimages because two connected vertex can be projected to isolated pixels. Connectiv-ity data of the 3D model deï¬nes the interpixel correlations in the projection image.Thus the wavelet transforms used in image processing do not give good results onthis representation. CGAWT is deï¬ned to take advantage of interpixel correlations inthe image-like representation. Using the proposed transform the pixels in the detailsubbands are predicted from their connected neighbors in the low-pass subbands ofthe wavelet transform. The resulting wavelet data is encoded using either ?Set Parti-tioning In Hierarchical Trees? (SPIHT) or JPEG2000. SPIHT approach is progressivebecause diï¬erent resolutions of the mesh can be reconstructed from diï¬erent partitionsof SPIHT bitstream. On the other hand, JPEG2000 approach is a single rate coder.The quantization of the wavelet coeï¬cients determines the quality of the reconstructediiimodel in JPEG2000 approach. Simulations using diï¬erent basis functions show thatlazy wavelet basis gives better results. The results are improved using the CGAWTwith lazy wavelet ï¬lterbanks. SPIHT based algorithm is observed to be superior toJPEG2000 based mesh coder and MPEG-3DGC in rate-distortion.Keywords: 3D Model Compression, Image-like mesh representation, Connectivity-Guided Adaptive Wavelet Transformiv